Venus: Neue Hinweise auf anhaltenden Vulkanismus durch Magellan

Magma könnte direkt unter der Oberfläche der Venus brodeln und aufgewühlt sein, während Sie diese Zeilen lesen – und möglicherweise sogar an die Oberfläche dringen.

Eine neue Auswertung von Daten, die der Orbiter Magellan Anfang der 1990er-Jahre innerhalb von nur acht Monaten sammelte, weist auf Veränderungen der Venusoberfläche hin. Astronominnen und Astronomen führen diese am überzeugendsten auf Vulkanismus zurück, der während der Magellan-Mission stattgefunden hat.

Damit reiht sich die Untersuchung in eine Serie ähnlicher Befunde ein: Sie deuten darauf hin, dass Vulkanismus auf der Venus nicht nur weiterhin aktiv ist, sondern auch weit verbreitet sein könnte.

Dieses Ergebnis ist bedeutsam. Bei sämtlichen Beobachtungen unseres planetaren Nachbarn und nahen Zwillings müssen wir berücksichtigen, wie Vulkanismus Oberfläche und Atmosphäre der Venus prägen kann – auch bei dem Nachweis von Phosphingas, das 2020 als mögliche Biosignatur interpretiert wurde.

Der Befund ist zudem für Überlegungen zur Entwicklung der Venus relevant.

Vulkanismus auf der Venus im Vergleich zur Erde

Ein von dem Geologen Davide Sulcanese von der Università d'Annunzio in Italien geleitetes Team stellte fest, dass die Venus in den vergangenen 180 Millionen Jahren eine mit der Erde vergleichbare vulkanische Fördermenge aufweist. Das liegt nicht nur weit über den Erwartungen, sondern kann Forschenden auch helfen, die Geschichte des Planeten besser nachzuvollziehen.

Die Forschenden entdeckten, dass sich die Rückstreuung – also das von Radar reflektierte Signal – im Verlauf der Zeit in zwei unterschiedlichen Vulkanregionen veränderte, während Magellan darüber hinwegflog.

„Wir schlagen vor, dass sich diese Veränderungen am plausibelsten als Hinweise auf neue Lavaströme erklären lassen, die mit vulkanischen Aktivitäten zusammenhängen, welche während der Kartierungsmission der Raumsonde Magellan mit ihrem Radar mit synthetischer Apertur stattfanden“, schreiben die Forschenden in ihrer Arbeit.

„Diese Studie liefert weitere Belege dafür, dass die Venus gegenwärtig geologisch aktiv ist.“

Trotz ihrer vergleichsweise geringen Entfernung zur Erde ist die Venus nur unzureichend erforscht. Einige Eigenschaften sind bekannt: Größe, Masse und mineralische Zusammensetzung ähneln jenen der Erde, in anderer Hinsicht unterscheidet sie sich jedoch stark.

Ihre Oberflächentemperatur und ihr Oberflächendruck betragen jeweils etwa das 30-Fache beziehungsweise das 90-Fache der Werte auf der Erde. Zudem wird sie von einer dichten, überwiegend aus Kohlendioxid bestehenden Atmosphäre umhüllt, aus der Schwefelsäure auf den Boden regnet.

Magellan-Daten zeigen Veränderungen der Venusoberfläche

Wegen dieser Bedingungen lässt sich die Venus nicht auf dieselbe Weise erkunden wie der Mars. Zusätzlich erschwert die dichte Atmosphäre den Blick auf die Vorgänge an der Oberfläche erheblich.

Hinzu kommt ein weiteres Hindernis: Zur Venus wurden nur sehr wenige speziell dafür vorgesehene Sonden geschickt, weshalb aus dem Orbit schlicht nicht viele Daten vorliegen.

Magellan verfügte jedoch über Radar, das die Wolkenschicht durchdringen und die darunterliegende Oberfläche kartieren konnte, während die Sonde die Venus von 1990 bis 1994 umkreiste.

Auch 30 Jahre später stellen diese Daten noch immer die beste verfügbare Informationsquelle dar. Erst im vergangenen Jahr berichteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, in diesem Datenschatz etwas Neues entdeckt zu haben: Über einen Zeitraum von acht Monaten im Jahr 1991 veränderte ein Vulkanschlot seine Form – ein Hinweis auf fortdauernde vulkanische Aktivität.

Bei der Untersuchung eines breiten Bestands an Magellan-Daten fand Sulcanese weitere Indizien für Veränderungen, die zwischen 1990 und 1992 in zwei verschiedenen Regionen eintraten.

An den Flanken eines Schildvulkans namens Sif Mons sowie in der großen vulkanischen Tiefebene Niobe Planitia veränderte sich die Rückstreuung der Radarwellen von der Oberfläche deutlich.

Das Forschungsteam analysierte diese Veränderungen eingehend und schloss andere Erklärungen aus, darunter atmosphärische Einflüsse, Bildartefakte oder eine veränderte Beobachtungsperspektive. So konnten die Forschenden feststellen, dass eine Umgestaltung der Oberfläche durch Lavaströme die wahrscheinlichste Ursache ist.

Lavaströme von Sif Mons und Niobe Planitia

Auf Grundlage dieser Daten berechnete das Team anschliessend das Volumen des vulkanischen Ausstosses. Für Sif Mons ermittelten sie eine Förderrate von 25.2 und für Niobe Planitia von 37.8 Kubikkilometern pro Jahr.

Für die Erde wurde die durchschnittliche vulkanische Förderrate während der vergangenen 180 Millionen Jahre auf 26–34 Kubikkilometer pro Jahr geschätzt.

Das legt nahe, dass die vulkanische Fördermenge der Venus in derselben Grössenordnung liegen könnte wie jene der Erde.

Bereits im vergangenen Jahr hatten Forschende angenommen, dass auf der Venus zumindest einige Vulkanausbrüche pro Jahr stattfinden könnten. Der neue Befund stützt diese Annahme erheblich. Gewissheit wird es jedoch erst geben, wenn wir dorthin zurückkehren und die Venus gründlich und über längere Zeit untersuchen.

„In unserer Analyse haben wir überzeugende Anzeichen für Lavaströme identifiziert, die in zwei unterschiedlichen Regionen der Venus mit anhaltendem Vulkanismus zusammenhängen“, schreiben die Forschenden. „Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung einer fortgesetzten Erforschung der Venus.“

Glücklicherweise befinden sich Missionen in Entwicklung, die genau dies ermöglichen sollen.

Die Forschung des Teams wurde in Nature Astronomy veröffentlicht.